Введение: Магнетары — Космические Магнитные Гиганты
Магнетар с магнитным полем до 10¹⁵ Тл — миллиарды раз сильнее, чем у Земли.
SGR 1935+2154 — один из самых загадочных объектов в нашей Галактике. Это магнетар, нейтронная звезда с экстремальным магнитным полем, расположенный примерно в 30 000 световых годах от Земли. В 2020 году он стал первым астрономическим источником, связанным с быстрыми радиовсплесками (FRB) и гамма-вспышками. Это открытие перевернуло представление о происхождении космических сигналов и открыло новую эру в астрофизике.
1. Что такое SGR 1935+2154?
Обозначение:
- SGR — Soft Gamma Repeater (источник повторяющихся всплесков мягкого гамма-излучения).
- 1935+2154 — координаты объекта: прямое восхождение 19ч 35м, склонение +21°54′.
Основные характеристики:
- Расположение: В созвездии Лисичка, в плоскости Млечного Пути.
- Период вращения: ~9 секунд.
- Магнитное поле: Около 10¹⁴ Тл (на порядки выше, чем у обычных пульсаров).
- Возраст: Примерно 10 000 лет.
2. Всплеск 2020 года: Связь с Быстрыми Радиовсплесками
График интенсивности радиоволны и гамма-излучения 28 апреля 2020 года.
28 апреля 2020 года магнетар SGR 1935+2154 выпустил всплеск, который стал поворотным моментом в астрофизике:
- Радиосигнал: Был зафиксирован телескопом CHIME (Канада) и описан как «космический хлопок» с энергией 1,5×10³⁰ Дж.
- Гамма-всплеск: Одновременно детекторы INTEGRAL (ESA) и AGILE (Италия) зарегистрировали короткий гамма-всплеск, совпадающий по времени и местоположению.
Значение:
- Впервые быстрый радиовсплеск (FRB) был связан с галактическим источником, что подтверждает гипотезу о том, что FRB могут исходить из магнетаров.
- Энергия всплеска оказалась в 1000 раз меньше, чем у внегалактических FRB, но механизм излучения оказался схожим.
3. Механизм Всплесков: Что Происходит в Магнетарах?
Магнетар с выбросами плазмы, создающими радио- и гамма-излучение.
- Активность магнетаров:
- Магнитное поле магнетара таково, что даже небольшие движения вещества на его поверхности вызывают колоссальные выбросы энергии.
- Деформации коры («звездотрясы») приводят к разряду магнитного поля, выбрасывая потоки плазмы и электромагнитного излучения.
- Связь с FRB:
- Радиовсплески, как предполагается, формируются в магнитосфере магнетара, где ультарелятивистские электроны взаимодействуют с магнитным полем.
- Аналогичный механизм может работать и в других галактиках, порождая FRB.
4. Научная Значимость: От Магнетаров до Жизни во Вселенной
SGR 1935+2154 в сравнении с внегалактическими FRB.
- Доказательство связи FRB с магнетарами:
- До 2020 года все FRB регистрировались за пределами Млечного Пути. Связь с SGR 1935+2154 подтвердила, что FRB могут быть локальными событиями.
- Это открытие позволяет использовать FRB как инструмент для изучения межгалактической среды.
- Радиационная безопасность:
- Изучение магнетаров помогает создавать материалы, устойчивые к радиации, как это было с открытием лантаноидов (см. статью о российском исследовании).
- В случае близкой сверхновой или магнетара наше оборудование должно выдерживать всплески энергии.
- Поиск внеземной жизни:
- Если FRB исходят от магнетаров, это снижает вероятность их искусственного происхождения.
- Однако, магнетары могут создавать экстремальные условия, в которых сложно выжить, что влияет на выбор планет для поиска жизни.
5. Как Регистрируют Всплески SGR 1935+2154?
Комбинация радио- и гамма-телескопов, включая CHIME, Swift и AGILE.
- Ключевые инструменты:
- CHIME (Канада): Радиоинтерферометр, зарегистрировавший первый FRB от магнетара.
- Swift (NASA): Зафиксировал рентгеновское излучение после основного всплеска.
- INTEGRAL (ESA): Обнаружил гамма-всплеск, подтвердив источник.
- Методы анализа:
- Сравнение временных задержек между радио- и гамма-всплесками.
- Измерение поляризации света для изучения магнитных полей.
6. Будущее Исследований: Что Ещё Неизвестно
Магнетар с окружающим диском материи — возможный источник FRB.
- Вопросы для науки:
- Почему всплески SGR 1935+2154 такие слабые по сравнению с внегалактическими FRB?
- Какие процессы управляют разницей между радио- и гамма-излучением?
- Могут ли магнетары быть источниками гравитационных волн?
- Будущие миссии:
- SKA (Square Kilometre Array): Самый большой радиотелескоп, который поможет регистрировать FRB с высокой точностью.
- LISA (ESA): Космический гравитационно-волновой телескоп, способный фиксировать волны от магнетаров.
Заключение: Магнетары — Ключ к Космическим Загадкам
SGR 1935+2154 стал первым подтверждённым источником FRB, связанным с магнетаром. Это событие объединило радиоастрономию, гамма-обсерватории и теоретическую физику, открывая новые горизонты для понимания экстремальных явлений во Вселенной.
Примечание:
Статья основана на данных телескопов CHIME, Swift и INTEGRAL. Все изображения иллюстрируют этапы регистрации всплесков и их интерпретацию.
